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1、2022年高中物理下學(xué)期 5.3電感和電容對(duì)交變電流的影響學(xué)案 蘇教版選修3-2
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知道為什么電感對(duì)交變電流有阻礙作用．
2．知道用感抗來(lái)表示電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)．
3．知道交變電流能通過(guò)電容，知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用．
4．知道用容抗來(lái)表示電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān)．
重點(diǎn)：電感和電容對(duì)交變電流的影響
難點(diǎn)：電感和電容對(duì)交變電流的影響
【自主預(yù)習(xí)】
一、感抗
1．定義： 對(duì)電流阻礙作用的大小，用感抗表示．
2．感抗的成因：因?yàn)榻蛔冸娏鞯? 隨時(shí)
2、間周期性變化，這個(gè)變化的電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙 的變化，故線圈對(duì)交變電流有阻礙作用，這就是感抗．
3．決定因素： 研究可得出線圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系： XL＝2πfL
二、低頻扼流圈和高頻扼流圈
1．低頻扼流圈：自感系數(shù) 的線圈（約幾十亨），線圈電阻較 ，對(duì)直流的阻礙作用較小，這種線圈可以“通 ，阻 ”。
2．高頻扼流圈：自感系數(shù)較小的線圈（約幾個(gè)毫亨），對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較 而對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很
3、 ，可以用來(lái)“通 ，阻 ”。
三、交變電流能夠“通過(guò)”電容器．
（1）電流實(shí)際上并沒(méi)有通過(guò)電容器 ，也就是說(shuō)，自由電荷定向移動(dòng)，不會(huì)從一個(gè)極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個(gè)極板．
（2）電容器“通交流”，只不過(guò)是在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電容器 ，電荷向電容器的極板上集聚，形成 ；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器 ，電荷從電容器的極板上放出，形成 ．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)”了電容器．
四、容抗
1．定義： 對(duì)交
4、流的阻礙作用的大小，用容抗來(lái)表示．
2．成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對(duì)交變電流的阻礙作用，即形成了容抗．
3．決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比．容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC ＝ 1/2πfC，即交流電的頻率越大，電容越 ，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越 ．
五、電感和電容在電路中的作用
1．電感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”．
2．電容的作用是：“通 、 直流、通 、阻
5、 ”．
【典型例題】
一、電感對(duì)交變電流的影響
【例1】 交變電流通過(guò)一段長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)，電流為I，如果把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過(guò)線圈的電流為I′，則( )
A．I′>I B．I′
6、解正確的是( )
A．交變電流能夠使電容器極板間的絕緣介質(zhì)變成導(dǎo)體
B．交變電流定向移動(dòng)的電荷通過(guò)電容器兩板間的絕緣介質(zhì)
C．交變電流能夠使電容器交替進(jìn)行充電、放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交變電流通過(guò)了電容器
D．交變電流通過(guò)了電容器，實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器極板間的絕緣介質(zhì)(擊穿除外)
三、電容對(duì)交變電流的影響
【例4】 如圖1所示，某輸電線路橫穿公路時(shí)，要在地下埋線通過(guò)．為了保護(hù)輸電線不至于被壓壞，可預(yù)先鋪設(shè)結(jié)實(shí)的過(guò)路鋼管，再讓輸電線從鋼管中穿過(guò)．電線穿管的方案有兩種，甲方案是鋪設(shè)兩根鋼管，兩條輸電線分別從兩根鋼管中穿過(guò)，乙方案是只鋪設(shè)一根鋼管，兩條輸電線都從這一
7、根鋼管中穿過(guò)，如果輸電導(dǎo)線輸送的電流很強(qiáng)大，那么，以下說(shuō)法正確的是( )
A．無(wú)論輸送的電流是恒定電流還是交變電流．甲、乙兩方案都是可行的
B．若輸送的電流是恒定電流，甲、乙兩方案都是可行的
C．若輸送的電流是交變電流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的
D．若輸送的電流是交變電流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
思維步步高 恒定電流和交變電流的區(qū)別是什么？鋼管與電流間形成什么電器元件？怎樣才能消除影響？
．
四、電容、電感在電路中的綜合應(yīng)用
【例5】 如圖3所示，從AO輸入的信號(hào)中，有直流電和交流電兩種成分．(1)現(xiàn)在要求信號(hào)到達(dá)BO兩端只有交流電，
8、沒(méi)有直流電，需要在AB端接一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？
(2)若要求信號(hào)到達(dá)BO端只有直流電而沒(méi)有交流電，則應(yīng)在AB端接入一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？
【課后練習(xí)】
1. 如圖4所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮
B．增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮
C．減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，燈泡變暗
D．使交變電流頻率減小，燈泡變暗
2.如圖5所示，把電阻R，電感線圈L，電容C并聯(lián)，接到一個(gè)交流電源上，三個(gè)電流表示數(shù)相同，若保持電源電壓大小不變，而將電源頻率增大，則
9、三個(gè)電流表示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是( )
A、I1=I2=I3
B、I1>I2>I3
C、I2>I1>I3
D、I3>I1>I2
3.如圖5－3－6所示，輸入端ab的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說(shuō)法中，正確的是(L的直流電阻不為零)( )
A．直流成分只能從L通過(guò)
B．交流成分只能從R通過(guò)
C．通過(guò)R的既有直流成分又有交流成分
D．通過(guò)L的直流成分比通過(guò)R的直流成分要大
4．如圖5－3－7所示電路中，U為220 V交流電源，C為電容器，R是電
10、阻，這一交流電路電壓有效值關(guān)系是U2＝U＋U.關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．等于220 V B．大于220 V
C．小于220 V D．等于零
5．如圖5－3－8所示，交流電源的電壓為220 V，頻率f＝50 Hz，三只燈L1、L2、L3的亮度相同，線圈L無(wú)直流電阻，若將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100 Hz，則 ( )
A．L1燈比原來(lái)亮
B．L2燈比原來(lái)亮
C．L3燈和原來(lái)一樣亮
D．L3燈比原來(lái)亮
6.如圖5所示，L1、L2和L3是相同型號(hào)的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)
11、，L3與一個(gè)定值電阻R串聯(lián)．當(dāng)a、b間接電壓有效值為U、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，三只燈泡的亮度相同．現(xiàn)將a、b間接另一正弦交流電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡L1變亮、L2變暗、L3亮度不變．由此可知，另一正弦交流電源可能是( )
A．電壓有效值仍為U，而頻率大于f
B．電壓有效值大于U，而頻率大于f
C．電壓有效值仍為U，而頻率小于f
D．電壓有效值小于U，而頻率大于f
7.如圖6所示交流電源的電壓有效值跟直流電源的電壓相等，當(dāng)將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)接到直流電源上時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為P1，而將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)接在交流電源上時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為P2，則( )
A．P1＝P2 B．P1>P2
C．P1
2022年高中物理下學(xué)期 5.3電感和電容對(duì)交變電流的影響學(xué)案 蘇教版選修3-2
